市政顶管施工方案Word格式.docx
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职称
主要资历、经验
及承担过的项目
一、总咅E
项目主管
解明晖
副总经理
工程师
技术负责人
李茂茂
经营经理
二、现场
项目经理
李胜南
建造师
项目工程师
孙正立
质量管理
童辉
质检员
施工管理
夏婷婷
施工员
造价管理
袁冲
造价员
安全管理
童丽丽
安全员
测量
高红
测量员
3.1.3机械安排
设备名称
规格、功率及容量
单位
数量
NDP泥水平衡顶管机
巾800
台
2
TPD偏心破碎土压平衡顶管机
巾1000
龙门吊
12t
3
轮式吊车
16T
挖掘机
"
3"
EX3001.3m
推土机
TY220165kw
自卸汽车
TATRA81518t
6
发电机组
50kw
压路机
18t
4
3.1.4材料安排
1.材料的供应：
选择社会信誉好、资质可靠、保证质量，同时具有相当实力的材料供应商，作为本工程施工材料的供应商，根据工程的进度计划，制定材料计划，确保材料准时到位，满足施工顺利进行。
施工过程中随时根据实际情况，合理调整材料计划，同时材料供应应作到现场有一定的储备，以免发生停工待料现象。
2.材料的管理：
根据施工区域的划分，合理布置材料堆放场，保证各施工段材料供应正常，各施工段材料实行统一管理。
材料运输到现场后由材料员核对数量，填写收料单，施工过程中必须经常盘点剩余材料，作到动态管理。
严禁材料失窃，进出工地车辆实行检查制度。
材料名称
规格
钢筋砼钢承口（川级）
管
©
800
m
887
700重型球墨铸铁井盖井座
700
套
13
级配碎石
吨
3594
黄砂
334.4
劳动力安排计划表
单位：
人
工种
类另S
按工程施工阶段投入劳动力情况
0-5天
5-15天
15-25天
25-35天
35-45天
45-60天
管理人员
8
12
10
技术人贝
5
木工
7
架子工
机电工
拌灰工
1
瓦工
15
壮工
机械工
注：
投标人应接所列格式提交包括分包人在内的估计的劳动力计划表;
本计划表是以每班八小时工作制为基础的。
四、主要工程措施及控制要点
4.顶管施工原理及设备介绍
4.1、顶管施工原理
泥水平衡顶管机工作原理如下：
NDP多边形泥水平衡顶管机工作原理与普通的基本相同，但由于它的刀盘是多边形，而泥水仓壳体也是多边形，且两者之间有一定的偏心量，所以在刀盘旋转的过程中就能把大块的石头轧碎，碎石通过隔栅板进入泥
水仓，而后经排泥管排出。
由于隔栅板跟随刀盘一起旋转，嵌在隔栅板中的粘土会被进水冲掉，因此，它能适应各种土质。
4.2顶管设备的特点及构造
由于本工程的地质中都含有粒径大小不一的卵石，因此，我公司采用的泥水平衡
顶管机或土压平衡顶管机具有以下特点：
1）、减速机是意大利进口的，噪声低，寿命长；
2）、纠偏油缸有行程仪指示其伸出长度，机头俯仰有倾斜仪，机头偏转（滚动）有偏转仪，便于控制机头顶进轴线的高程及左右偏差，从而确保了顶进质量。
3）、具有破碎管外径1/5粒径、单轴极限抗压强度w30Mpa卵石的能力。
4）、螺旋输送机的出土口在端部，可使土斗车的容积增大许多（一般的螺旋输送
机的出土口是在螺旋输送机的腹部，出土口低，土斗车的深度较小。
）
土压平衡顶管机构造及主要技术指标可参见下图：
多边形偏心破碎土压平衡顶管机
泥水平衡顶管机构造参见下图:
ii
||
泥水平衡顶管机
专利号：
.[
4.3各段顶管设备的选型
从土质及施工条件的现状来看，在一般情况下对于直立性好的、且无地下水的，
或可采用降水、且降水效果好的土质，宜采用敞开式的手掘式顶管掘进机；
而土质条件差、地下水丰富且又无法降水或穿越河道的、口径在©
1200mm以下的宜采用泥水平衡顶管掘进机；
而土质条件差、地下水丰富且又无法降水但口径在©
1400mm以上的则宜采用土压平衡顶管掘进机。
敞开式的手掘式顶管的特点：
设备简单、可靠，排除障碍能力强，费用较低，且挖掘面上不能有大量的水。
泥水平衡和土压平衡顶管掘进机属于封闭式顶管，安全、可靠并能有效控制顶进过程中的地面沉降及偏差，对于周围邻近建筑物较多、不能封交的道路下施工非常适用。
土压平衡顶管掘进机顶进速度较快，50mm/min易清除障碍，弃土可直接处理。
对于河流下的倒虹钢管顶管由于口径小，操作空间较小，地下水较丰富，宜采用
泥水平衡顶管掘进机。
五、顶管工作井、接收井的施工方法及设置
5.1顶管井施工形式的选择
根据本工程现场的施工条件、地质状况及地下水位的高低，顶管工作井及接收井的施工
可采用沉井、钢板桩支护坑的基坑围护结构作为顶管工作坑、接收坑进行顶管施工。
沉井结构的特点是结构稳定，支护强度大，针对软弱土层、砂土且地下水位高、不便采
取降水措施的地段使用，但施工周期较长。
对于基坑周围土体较稳定、承载力较好，无地下水位的地段，采用钢板桩基坑支护的形
式较为经济，且施工简单，周期短。
但顶进施工的距离不宜太长。
5.2工作井、接收井的基本形式
5.2.1沉井式工作井、接收井的基本形式
根据现场的施工条件、地质情况，采用的沉井式工作井、接收井的具体形式设置参见下图：
砖砌挡土墙
顶管预留洞
钢筋砼底板
沉井工作井、接收井示意图
⑴沉井的内壁尺寸：
工作井为AXB=7.5X4.0米,
接收井为AXB=4.5X4.0米
（2）
沉井的壁厚为400mm钢筋混凝土底板厚度为200mm刃脚及井体预制高度为
4.0米，上部砌筑240mn挡土墙，封底混凝土厚度为1.0米。
（3）沉井的下沉深度H及井顶挡土墙的砌筑高度hl根据各管段的管道埋深及地
下水位来确定
（4）沉井井体及底板混凝土采用C25S6封底混凝土采用C20b
5.2.2、钢板桩工作坑、接收坑的基本形式
6.
对于钢板桩工作坑、接收坑的具体形式设置参见下图:
钢板桩工作井、接收井示意图
（1）基坑的内部尺寸：
工作坑为AXB=8.0X4.0米，
接收坑为AXB=5.0X4.0米
（2）基坑内前后设置4X4米靠背墙的壁厚为400mm并预留相应的预留洞，钢筋混凝土底板厚度为200mm底板上设D500集水坑。
（3）基坑开挖的深度H根据各管段的管道埋深确定，钢板桩在开挖后在上部加设槽钢支撑。
钢板桩打入基坑深度hl不得小于2米。
（4）基坑内前后导墙及底板混凝土米用C25
5.3各段顶管工作井、接收井设置
为了减少开挖施工对道路及周围建筑物及道路通行的影响，综合考虑顶管施工的经济效益，减少顶进中中继站的使用，每段顶管的间距宜控制在100米左右；
由于顶管工作井（坑）所占用的施工场地较大、施工周期相对较长，顶管工作井（坑）设置为双向顶进的工作井（坑）。
在综合考察了各顶管段检查井的平面布置及管道走向可知，检查井的间距平均在20〜50米之间，没有过多的转折，较为顺直。
故各顶管段工作井（坑）、接收井（坑）的设置可遵循以下原则：
A.工作井（坑）、接收井（坑）设置在原设计检查井井位上，间距过小或过大的做相应调整，待顶管施工结束后砌筑检查井。
B.在管道走向较顺直的管段，顶管工作井（坑）设置为双向顶进的工作井（坑）;
为了避免顶管工作井（坑）开挖面积过大，将转折处的井位设置为顶管接收井（坑）。
在顶管结束后利用沉井或钢板桩坑作为维护结构，在内部施工检查井；
对于距离
太近的检查井位处未施工工作井的，在顶管施工结束后，根据放线确定井位，按照骑
f.I*
马井的施工方法进行施工。
6.顶管施工工艺方法
6.1顶管施工工艺流程
顶管的施工工艺及流程请参见下图：
6.2顶管设备的安装与调试
顶管施工质量的好坏与设备的安装精确度有直接的关系。
安装前，根据已知的控
制点、标高，准确无误的测放出进出洞口的标高和顶管的轴线，并依此测放设备的安
装位置。
导轨、千斤顶支架、靠背等设备必须安放准确牢固，以保证顶管的顺利进行。
在正式顶进前对掘进机、油泵、油缸、注浆设备进行试运转，确定符合性能要求后方可正式顶进。
重点注意以下几点：
施工开始
N
测量放样
*
放样复核
工作井设备安装地面设备安装
测量及方向纠正
下管、接口处理、中继间安装、使用
取出掘进机及附带设备、处理中继间接缝
土压平衡顶管基坑的布置如下图:
T
1、待用玻璃钢管2、顶管机具3、玻璃钢管节4、洞口止水圈5、导轨
6、环形顶铁7、主顶油缸8、主顶油泵9、全站仪10、后靠背
土压平衡顶管基坑布置图
6.2.1导轨
导轨安装保证水平位置和顶管轴线重合，同时保证标高符合设计要求，导轨的前段尽量靠近洞口，并安装焊接牢固，用支撑在导轨左右两侧固定好。
安装后的导轨轴线和标高误差小于2mm；
主顶油缸和后座的安装也要满足牢固的要求，其水平和垂直误差小于10mm。
在土体较软的施工段，用砖块和水泥浆砌成一个圆弧形托作为延长导轨，其导轨面与基坑导轨相一致，防止机头出洞以后产生偏低的情况。
7.2.2止水胶板
止水胶板的安装必须保证胶板的圆心和顶管洞口轴线重合，压紧胶板的钢环板
中心也必须保证和洞口轴线重合，使工具头进洞时胶板切入均匀，保证泥浆和土体不
从此处流出
6.2.3后靠背
基坑导轨安装好以后就可以安装后靠背。
后靠背安装要注意使其表面与基坑导轨轴线保持垂直。
然后安装主顶油缸架，其前端必须搁在基坑导轨上，后端与后靠背保持一定距离后并用木块垫平稳固。
最后再把主顶油缸一一安装在油缸架上。
6.2.4操作平台
在主顶油缸架的上方搭上一个平台，安放主顶油泵、电源箱等，再接下来把油管及油泵电源接上。
6.2.5安装顶管机、调试
一切就绪后，把顶管机吊下基坑，尽量靠近主顶油缸处就位。
这时边接电源，边安装全站仪。
然后，进行顶管机试运转，打开主顶油缸将顶管机慢慢地往前推，当刀盘距洞口约70〜80cm时停下。
6.2.6人员准备
无论是土压顶管机还是泥水顶管机，其作业班的核心人员有三个：
一个是土建技术人员，他负责测量、记录和全面管理。
另一个是机修工，他负责机头内的操作。
再有一个就是电工，他负责主顶油泵的操作。
电工和机修工的操作岗位也可以对换，他们俩的另一个任务是负责顶管机械设备的维修、保养和故障处理。
土压顶管配备的人员是：
调浆和制浆壹人，基坑内出土距离较短设三人，地面上出土壹人，管材准备工作壹人，主要是贴垫板、整理玻璃钢管、安装止水圈等、安装注浆管、小型维修，剩下的就是起重机作业人员一人、挖机司机一人，翻斗车司机一人，总共有十二人。
泥水顶管配备的人员是：
调浆和制浆一人，基坑内为二至三人，管材准备工作两人，主要是贴垫板、整理玻璃钢管、安装管材止水带、安装注浆管等，剩下的就是起重机作业人员一人，总共有八至九人。
6.3顶管机具出洞
6.3.1顶管施工成败与进出洞口紧密相连。
为了保证顶管出洞及后续顶进的顺
利进行，控制管道外部水土和注入的膨润土泥浆流入顶管工作坑，无法保证施工安全及良好有效的浆套形成。
根据我们的经验，在施工钢封门时在井壁上预埋钢板，顶管
出洞前安装止水胶板，并用外夹钢板夹紧固定。
洞口止水装置必须良好。
必须做到:
a止水胶圈安装平整牢固，水密性良好；
b止水胶圈安装位置必须与管道在同一轴线
1预埋钢环2、压板3、橡胶圈4、安装钢环5、玻璃钢管6、井壁
洞口止水圈工作状态
6.3.2在工具管进洞时，严格控制其水平偏差不大于5MM其高程应为设计标高加以抛高数（其数值可根据土质情况、管径大小、工具管自身重量和顶进速度等因素设定），以抵消工具管出坑后的“磕头”而引起的误差。
出现“磕头”时应迅速调整,必要时应拉出后重新顶进，但必须抓紧时间迅速完成，以减少对正面土体的扰动。
为防止工具管出现“磕头”，可采用以下措施：
在工具管后两节管子上预埋钢板，通过螺栓将工具管与其连接起来；
在预留孔处填入良性粘土，使导轨与预留孔底保持水平。
6.3.3在粉砂层中顶管时，洞口橡胶圈磨损厉害，我们可采用两道止水圈，内圈平时与管道不接触，只有在外圈损坏需更换时，才将内圈冲气，起到止水作用，然后更换外圈；
对于渗水量较大的砾石层顶管，可将出洞口周围泥土固化，起到止水效果。
6.3.4工具头出洞前必须对所有设备进行全面检查，并经过试运转无故障，同时认真核对止水胶板安装位置是否准确，外夹板安装是否牢固，确认无误后才可破除
洞口
6.3.5出洞时注意止水胶板压入是否均匀，有无翻转、破损等问题，如有将工具头拔出处理好后重新出洞。
掘进机出洞时，要严格控制出洞时的顶进偏差。
中心偏差不得大于50mm高低偏差宜抛高5〜10mm若达不到上述要求，也应拉出作第二次出洞。
顶进初始阶段的质量对后续管道轴线等有重要的影响。
6.3.6在顶管结束后，对工作坑、接收坑预留洞的环向间隙使用快硬微膨胀水泥进行圭寸堵，圭寸堵在顶管结束时迅速进行。
6.3.7管道顶进完成后，利用管节上的注浆孔对管外壁的膨润土泥浆进行置换，待水泥浆从注浆孔流出后确认置换完毕，即封堵注浆孔并清理管道。
6.4允许推顶力的计算
顶管中推顶力不仅受设备的制约，而且受工作井土体的允许承载力和管材轴向允许承压力的限制，因此顶管施工中允许推顶力取最小允许承载力。
沉井允许顶力是制约每段顶管长度的决定性因素，本标段长距离顶管较少，我们
以最长的一段W40〜W406（D100Q50m）为例计算顶管所需中继间数量。
①最大允许推顶力
对于稳定土层，在地下6米以下（管顶以上6米）进行玻璃钢管的顶进施工的顶力可按下列计算公式计算：
P=frDi［（2H+Di）tg2（45°
—©
/2）+3/（rDi）］L⑴
式中P—总顶力（KN）
r—管道所处土层的重力密度（KN/M3）
D1—管道外径（M）
H—管顶以上覆盖土的厚度（M）
—土层内摩擦角
3—管道单位长度自重（KN/M）
L—管道顶进总长度（M）
f—管道表面与其周围土层之间的摩擦系数，可参照表1选用。
表1管道表面与其周围土层之间的摩擦系数（仅供参考）
土类湿干
②DN100C玻璃钢管的轴向允许承压力Pf:
Pf=frDi[（2H+Di）tg2（45°
/2）+®
/（rDi）]L
其中f=0.15r=18.5KN/mH=7mD1=1.035m©
=20
3=1420KN/mL=50m
贝U:
Pf=11709KN=117仃
B.沉井工作井设计允许推顶力R允=5000X0.9=4500KN
根据以上计算来看，允许最大推顶力为1171T
②中继间的设置
管道的顶进总阻力，由掘进机的正面阻力和管道外壁的摩阻力组成。
R=1/4X3.14XD1XPt+3.14Xf2XDXL
其中：
D---管道的外径，D=1.035m
Pt---机头底部1/3XD处的被动土压力（KN/tf）
Pt=丫X（H+2/3D1）Xtg2（45°
+©
/2）=290KN/
丫---土的天然重度，丫=18.5KN
H---管顶土层厚度，H=7.0m
---土的内摩擦角，©
=20°
f2---管壁四周的平均摩阻力系数，因注浆减摩，f2=0.5t/tf
L---管道的入土长度（m50m
经计算，R=1/4X3.14X1.035X290-10+3.14X1.035X50=187t
根据计算结果可知，基本满足顶进的要求，因此不需要设置中继间。
6.5顶进与纠偏
6.5.1、土压平衡顶管掘进机顶进操作工艺流程：
6.5.2、管道顶进及纠偏：
6.5.2.1掘进机出洞后顶进的起始阶段，机头的方向主要受导轨安装方向控
制，一方面要减慢主顶推进速度；
另一方面要不断地调整油缸纠偏和机头纠偏。
严格
控制前5m管道的顶进偏差，其左右及高程偏差均不能超过50mm在顶进过程中坚持
“勤顶、勤纠”或“勤顶、勤挖、勤测、勤纠”的原则。
应在顶进中纠偏；
应采用小
角度逐渐纠偏；
纠偏角度保持在10'
〜20不大于1°
。
纠偏办法：
A:
挖土校正法（校正误差范围一般不要大于10—20mm。
多用于粘土或地下水以上的沙土中）
B:
强制校正法（偏差大于20mm时，可用圆木或方木顶在管子偏离中心一侧管壁上，另一端装在垫有钢板或木板的管前土壤上，支架稳固后，利用千斤顶给管子施力，使管子得到校正）
C:
衬垫校正法（对淤泥、流沙地段的管子，因其地基承载力弱，常出现管子低头现象，这时在管底或管之一侧加木楔，将木楔作成光面或包一层铁皮，稍有些斜坡，使之慢慢恢复原状。
6.5.2.2注浆与顶进同步进行，其原则是先注浆，后顶进；
随顶进，随注浆；
以保证管外围泥浆套的形成，充分发挥减阻和支承作用。
在顶进过程中避免长时间的泥浆停注，保证顶进的全部管段形成良好的泥浆套。
6.5.2.3顶进过程中根据顶力变化和偏差情况随时调整顶进速度，速度一般控制在35mm/mir左右，最大不超过50mm/min
6.5.2.4顶进过程中根据顶力计算和实际顶力变化情况及时安放中继环，坚持安放后即使用，以减小后方千斤顶的工作负荷，减小设备磨损。
6.5.2.5通风设施的使用根据顶进距离的延伸和管道内空气质量的变化提前安装到位，并根据距离的延伸调整通风机的开启频率，保证管道内有足够的新鲜空气。
6.5.2.6管道顶进到离工作井前方内壁50cm时卸载，收回油缸和垫铁安装管节，然后继续顶进。
6.6管节安装
6.6.1当一个顶程结束收回千斤顶和环型垫铁即可在工作坑内再下一根管节。
6.6.2在管节吊入工作井以前，首先在地面上进行质量检查，确认合格后，在管前端口安放楔型橡胶圈，并在橡胶圈表面涂抹硅油，减小管节相接时的摩擦力。
6.6.3在企口端面安放胶合板衬垫，衬垫采用胶粘在管端面，以防止顶进过程中管端面局部破坏。
6.6.4下管时工作坑内严禁站人，当管节距导轨小于50cm时，操作人员方可
下井准备管道对口。
6.6.5以上工作完成后再将管节吊放在工作坑内轨道上稳好，使后部管节插口端对正前管的承口中心，缓缓顶入，直至两个管节端面密贴衬垫，并检查接口密圭寸胶圈及衬垫是否良好，如发现胶圈损坏，扭转、翻出等问题，拔出重新插入，确认完好后再布置顶铁进行下一顶程。
6.7顶进出土
对于土压平衡顶管机，管内运土采用自制土斗车。
龙门吊垂直运输。
顶管出土需在现场临时堆放，稍加晾晒，即可运至永久堆放处。
运土量在理论上应与顶进管节占据的体积相等。
由于土的可松性及泥土处理程度
的差异，实际运土量要略大于管节的体积，出土量可用下式计算（以DN1000管径为
例）：
V=1.1X3.14XD2-4X2.5=1.1X3.14X1.02-4X2.5=2.16m3
即DN1000单位管节（单节2.5m）出土量为2.16m3。
6.8注浆减阻
顶力控制的关键是最大限度的降低顶进阻力，而降低顶进阻力最有效的方法是注
入膨润土泥浆。
我们设想在管外壁与土层之间形成一个完整的环状泥浆润滑套，变原
来的干摩擦状态为液体摩擦状态。
这样就可以大大地减少顶进阻力。
为达到这一目的，采取如下措施：
6.8.1根据地质资料，选用触变泥浆的浓度大些，能较易在管外围形成润滑浆套，触变泥浆的耗量略大于地层土体的损失量，经计算每顶进1m触变泥浆的消耗量为：
V=n/4X（1.952-1.922）X1.5=0.14m3
6.8.2选择优质的触变泥浆材料，对膨润土取样测试，主要指标为造浆率、失水
量、静切力、动切力和动塑比。
这些指标必须满足设计要求
6.8.3在管节制作时根据设计要求预埋压浆孔，设计压浆孔时在掘进机后连续放置三到四节有注浆孔的管子，不断注浆使浆套在管子外面保持的比较完整，然后再间
隔两节管子放置一节有注浆孔的管子用以补浆；
安装注浆管时，每个预埋压浆孔里要
设置单向阀，目的是防止注浆压力不够时管外壁的浑浊的泥浆液倒流。
6.8.4触变泥浆的配制、搅拌、静置时间，都必须按照膨润土的特性要求执行。
A.—般膨润土的配制按如下比例进行，根据实际试拌情况再行调整：
膨润土水纯碱
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